JP3299808B2 - 液浸系顕微鏡対物レンズ - Google Patents
液浸系顕微鏡対物レンズInfo
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Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、高開口数（ＮＡ）で、
物体側に配置される透明な平行平面板（カバーガラス）
の厚さの変化に対して諸収差を良好に補正できるように
した液浸系アポクロマート顕微鏡対物レンズに関するも
のである。
物体側に配置される透明な平行平面板（カバーガラス）
の厚さの変化に対して諸収差を良好に補正できるように
した液浸系アポクロマート顕微鏡対物レンズに関するも
のである。
【０００２】
【従来の技術】近年、顕微鏡の分野でコンフォーカルレ
ーザースキャニング顕微鏡（ＣＬＳＭ）法、デジタルデ
コンボリューション法などを用いて生細胞を３次元的に
観察できるようになってきた。この場合細胞を封入する
培養液の屈折率は水の屈折率に近く（ｎ ｄ ≒１．３
３）、通常の顕微鏡対物レンズのイマージョンオイル
（ｎｄ≒１．５１５）と屈折率が異なるため、設計上の
ピント位置（通常はカバーガラスの下面（正立顕微
鏡））での結像性能は良いが、その位置から光軸方向に
物点位置がずれてくると結像性能が急激に劣化する。
ーザースキャニング顕微鏡（ＣＬＳＭ）法、デジタルデ
コンボリューション法などを用いて生細胞を３次元的に
観察できるようになってきた。この場合細胞を封入する
培養液の屈折率は水の屈折率に近く（ｎ ｄ ≒１．３
３）、通常の顕微鏡対物レンズのイマージョンオイル
（ｎｄ≒１．５１５）と屈折率が異なるため、設計上の
ピント位置（通常はカバーガラスの下面（正立顕微
鏡））での結像性能は良いが、その位置から光軸方向に
物点位置がずれてくると結像性能が急激に劣化する。
【０００３】この欠点を解消するために次の二つの方法
が考えられる。即ち、本出願人が出願した特願平３−２
３３１２０号のように通常のイマージョンオイル用とし
て設計された油浸対物レンズでなく、イマージョンオイ
ルの代りに水用として設計された水浸対物レンズを用い
る方法と、特開昭６１−１２０１５号公報に開示されて
いるように細胞を封入する媒質の屈折率が変ったことに
より発生する収差を補正するためのレンズ移動機構のつ
いた対物レンズを用いる方法がある。
が考えられる。即ち、本出願人が出願した特願平３−２
３３１２０号のように通常のイマージョンオイル用とし
て設計された油浸対物レンズでなく、イマージョンオイ
ルの代りに水用として設計された水浸対物レンズを用い
る方法と、特開昭６１−１２０１５号公報に開示されて
いるように細胞を封入する媒質の屈折率が変ったことに
より発生する収差を補正するためのレンズ移動機構のつ
いた対物レンズを用いる方法がある。
【０００４】前述の特願平３−２３３１２０号の対物レ
ンズは３次元的に生細胞を観察するのに適した顕微鏡対
物レンズであるが、この対物レンズは、カバーガラスの
厚さが変化した時に発生する収差変動を補正することが
出来ない。一般にイマージョンオイル用顕微鏡対物レン
ズは、イマージョンオイルの屈折率とカバーガラスの屈
折率が近いために、カバーガラスの厚さの変化（０．１
５〜０．２ｍｍ）によるレンズ系の性能劣化は少ない。
しかし水浸対物レンズでは水の屈折率とカバーガラスの
屈折率の差が大きいために、カバーガラスの厚さが０．
００５ｍｍ変化しても対物レンズの性能に影響を及ぼ
し、特に高ＮＡの対物レンズでは、著しく性能が劣化す
る。また細胞の屈折率が水の屈折率と異なる場合、収差
変動が大きく補正が困難である。
ンズは３次元的に生細胞を観察するのに適した顕微鏡対
物レンズであるが、この対物レンズは、カバーガラスの
厚さが変化した時に発生する収差変動を補正することが
出来ない。一般にイマージョンオイル用顕微鏡対物レン
ズは、イマージョンオイルの屈折率とカバーガラスの屈
折率が近いために、カバーガラスの厚さの変化（０．１
５〜０．２ｍｍ）によるレンズ系の性能劣化は少ない。
しかし水浸対物レンズでは水の屈折率とカバーガラスの
屈折率の差が大きいために、カバーガラスの厚さが０．
００５ｍｍ変化しても対物レンズの性能に影響を及ぼ
し、特に高ＮＡの対物レンズでは、著しく性能が劣化す
る。また細胞の屈折率が水の屈折率と異なる場合、収差
変動が大きく補正が困難である。
【０００５】又、カバーガラスの厚さの変動により悪化
する諸収差を補正するための手段を備えた対物レンズ
は、乾燥系対物レンズにおいては数多く知られている。
する諸収差を補正するための手段を備えた対物レンズ
は、乾燥系対物レンズにおいては数多く知られている。
【０００６】例えば、特開昭５６−１４２５０８号公報
に記載されているレンズ系は、３群構成のレンズ系で、
接合メニスカスレンズである正の屈折力の第１レンズ群
と、正の屈折力の第２、第３レンズ群とからなり、第２
レンズ群を光軸方向に移動させることによって、比較的
少ない枚数でカバーガラスの厚さの変化による収差変動
を補正するようにしている。
に記載されているレンズ系は、３群構成のレンズ系で、
接合メニスカスレンズである正の屈折力の第１レンズ群
と、正の屈折力の第２、第３レンズ群とからなり、第２
レンズ群を光軸方向に移動させることによって、比較的
少ない枚数でカバーガラスの厚さの変化による収差変動
を補正するようにしている。
【０００７】又特開平３−５０５１７号公報に記載され
ているレンズ系は、３群構成であって、正のメニスカス
レンズを含む正の屈折力の第１レンズ群と、正の屈折力
の第２レンズ群と、負の屈折力を有する第３レンズ群か
らなり、第２レンズ群が光軸方向に移動することによっ
て、ＮＡ０．８と比較的高ＮＡの対物レンズ群でありな
がら、カバーガラスの厚さの変化により変動する諸収差
を補正するようにしている。同様に対物レンズを構成す
る特定のレンズ群を光軸方向に移動させることによって
カバーガラスの厚さの変化により発生する収差を補正す
る手段を備えた対物レンズが特公平３−５８４９２号、
特公平２−２６４４５号公報等に開示されている。
ているレンズ系は、３群構成であって、正のメニスカス
レンズを含む正の屈折力の第１レンズ群と、正の屈折力
の第２レンズ群と、負の屈折力を有する第３レンズ群か
らなり、第２レンズ群が光軸方向に移動することによっ
て、ＮＡ０．８と比較的高ＮＡの対物レンズ群でありな
がら、カバーガラスの厚さの変化により変動する諸収差
を補正するようにしている。同様に対物レンズを構成す
る特定のレンズ群を光軸方向に移動させることによって
カバーガラスの厚さの変化により発生する収差を補正す
る手段を備えた対物レンズが特公平３−５８４９２号、
特公平２−２６４４５号公報等に開示されている。
【０００８】しかし、これらの対物レンズは、乾燥系で
あって、液浸対物レンズに比べＮＡは大きくなく、又色
収差が十分に補正されていない。
あって、液浸対物レンズに比べＮＡは大きくなく、又色
収差が十分に補正されていない。
【０００９】又、可変浸液用対物レンズとして、前記の
特開昭６１−１２０１５号公報に開示されたものがあ
る。この対物レンズは前群と後群の２群構成で、浸液の
屈折率変化による収差発生を後群の移動で補正し、又全
体を移動させてフォーカシングを行なうようにしてい
る。しかしこの従来例も、ＮＡが１を越えるような大き
なＮＡにおいては、収差補正できない。
特開昭６１−１２０１５号公報に開示されたものがあ
る。この対物レンズは前群と後群の２群構成で、浸液の
屈折率変化による収差発生を後群の移動で補正し、又全
体を移動させてフォーカシングを行なうようにしてい
る。しかしこの従来例も、ＮＡが１を越えるような大き
なＮＡにおいては、収差補正できない。
【００１０】本発明は、カバーガラスの厚さの変化や、
物体として観察される細胞などの屈折率の変化による色
収差を含めた諸収差の変動の少ない液浸系高ＮＡアポク
ロマート顕微鏡対物レンズを提供することを目的として
いる。
物体として観察される細胞などの屈折率の変化による色
収差を含めた諸収差の変動の少ない液浸系高ＮＡアポク
ロマート顕微鏡対物レンズを提供することを目的として
いる。
【００１１】
【課題を解決するための手段】本発明の液浸系顕微鏡対
物レンズは、物体側から順に、平凸単レンズ又は像側に
強い凸面を向けた接合面を持つ平凸レンズと正レンズと
を含む正の屈折力の第１レンズ群Ｇ1 と、負の屈折力の
接合面を含み射出光束が収斂光束である正の屈折力の第
２レンズ群Ｇ2 と、負の屈折力の第３レンズ群Ｇ3 とに
て構成され、前記第１レンズ群Ｇ1 と物体との間に配置
される透明な平行平面板の厚さに応じて、前記第２レン
ズ群Ｇ2 が前記第１レンズ群Ｇ1 と前記第３レンズ群Ｇ
3 に対して相対的に光軸方向に移動可能であることを特
徴としている。
物レンズは、物体側から順に、平凸単レンズ又は像側に
強い凸面を向けた接合面を持つ平凸レンズと正レンズと
を含む正の屈折力の第１レンズ群Ｇ1 と、負の屈折力の
接合面を含み射出光束が収斂光束である正の屈折力の第
２レンズ群Ｇ2 と、負の屈折力の第３レンズ群Ｇ3 とに
て構成され、前記第１レンズ群Ｇ1 と物体との間に配置
される透明な平行平面板の厚さに応じて、前記第２レン
ズ群Ｇ2 が前記第１レンズ群Ｇ1 と前記第３レンズ群Ｇ
3 に対して相対的に光軸方向に移動可能であることを特
徴としている。
【００１２】本発明の液浸系顕微鏡対物レンズにおい
て、第１レンズ群Ｇ１は平凸単レンズ又は像側に強い凸
面を向けた接合面を持つ平凸レンズと正レンズとにて構
成され、平凸レンズの凸面は不遊条件を満足し球面収差
の発生を抑えるようにしている。第１レンズ群Ｇ１は、
正の屈折力を持ち光線の発散を抑えて第２レンズ群Ｇ２
へ導くようになっている。
て、第１レンズ群Ｇ１は平凸単レンズ又は像側に強い凸
面を向けた接合面を持つ平凸レンズと正レンズとにて構
成され、平凸レンズの凸面は不遊条件を満足し球面収差
の発生を抑えるようにしている。第１レンズ群Ｇ１は、
正の屈折力を持ち光線の発散を抑えて第２レンズ群Ｇ２
へ導くようになっている。
【００１３】又第２レンズ群Ｇ2 は、負の屈折力の接合
面を含み、全体として正の屈折力を有するが、色収差を
補正して収斂光束として第３レンズ群Ｇ3 へ導く。この
第２レンズ群Ｇ2 は、第１レンズ群Ｇ1 と物体との間に
配置される透明な平行平面板の厚さの変化によって生ず
る球面収差を補正するために、光軸方向に移動し得るよ
うになっている。
面を含み、全体として正の屈折力を有するが、色収差を
補正して収斂光束として第３レンズ群Ｇ3 へ導く。この
第２レンズ群Ｇ2 は、第１レンズ群Ｇ1 と物体との間に
配置される透明な平行平面板の厚さの変化によって生ず
る球面収差を補正するために、光軸方向に移動し得るよ
うになっている。
【００１４】ここで高ＮＡ液浸対物レンズにおける前記
の平行平面板の厚さが変化した時発生する球面収差を補
正する方法について述べる。高ＮＡ液浸対物レンズにお
いて、前記の平行平面板の厚さの変化によって、球面収
差が大きく変化する。この変動した球面収差を、レンズ
群を移動させて補正しようとすると、移動するレンズ群
で発生する球面収差が大になり色収差とのバランスがと
れなくなる。この場合、移動レンズ群の役割は、移動レ
ンズ群自体では、球面収差、色収差を変動させずに次の
固定レンズ群へ入射する光線高を変化させることにあ
る。固定レンズ群へ入射する光線高が変化することによ
って固定レンズ群で発生する球面収差が変化し、前記の
平行平面板の厚さの変化により変動した球面収差を補正
出来る。この平行平面板の厚さの変化によって変動する
球面収差は、正の球面収差であり、色収差の補正も含め
て考えると前記の固定レンズ群は、負の屈折力を持ち正
の球面収差を発生することが望ましい。
の平行平面板の厚さが変化した時発生する球面収差を補
正する方法について述べる。高ＮＡ液浸対物レンズにお
いて、前記の平行平面板の厚さの変化によって、球面収
差が大きく変化する。この変動した球面収差を、レンズ
群を移動させて補正しようとすると、移動するレンズ群
で発生する球面収差が大になり色収差とのバランスがと
れなくなる。この場合、移動レンズ群の役割は、移動レ
ンズ群自体では、球面収差、色収差を変動させずに次の
固定レンズ群へ入射する光線高を変化させることにあ
る。固定レンズ群へ入射する光線高が変化することによ
って固定レンズ群で発生する球面収差が変化し、前記の
平行平面板の厚さの変化により変動した球面収差を補正
出来る。この平行平面板の厚さの変化によって変動する
球面収差は、正の球面収差であり、色収差の補正も含め
て考えると前記の固定レンズ群は、負の屈折力を持ち正
の球面収差を発生することが望ましい。
【００１５】本発明においては、物体と対物レンズの間
にある平行平面板の厚さの変化によって変動する球面収
差を、前記の移動するレンズ群で発生する球面収差によ
り補正するのではなく、移動レンズ群の像側の固定レン
ズ群へ入射する光線の高さの変化によって変わる第３レ
ンズ群の球面収差によって補正するようにした。
にある平行平面板の厚さの変化によって変動する球面収
差を、前記の移動するレンズ群で発生する球面収差によ
り補正するのではなく、移動レンズ群の像側の固定レン
ズ群へ入射する光線の高さの変化によって変わる第３レ
ンズ群の球面収差によって補正するようにした。
【００１６】第２レンズ群Ｇ2 が対物レンズの瞳位置近
傍にあると負の屈折力の接合面を含んだ正の屈折力のレ
ンズ群であるため第２レンズ群Ｇ2 を移動しても球面収
差、色収差の変動は少ない。そのため本発明対物レンズ
の第２レンズ群Ｇ2 は、前述の高ＮＡ顕微鏡対物レンズ
の移動レンズ群の役割をする。
傍にあると負の屈折力の接合面を含んだ正の屈折力のレ
ンズ群であるため第２レンズ群Ｇ2 を移動しても球面収
差、色収差の変動は少ない。そのため本発明対物レンズ
の第２レンズ群Ｇ2 は、前述の高ＮＡ顕微鏡対物レンズ
の移動レンズ群の役割をする。
【００１７】又本発明対物レンズの第３レンズ群Ｇ3
は、前述の固定レンズ群であり負の屈折力を持つ。もし
第２レンズ群Ｇ2 が負の屈折力を持つと、第２レンズ群
と第３レンズ群の合成の屈折力が強い負の屈折力になり
それに応じて第１レンズ群Ｇ1 の正の屈折力が大にな
る。高ＮＡ対物レンズの場合、第１レンズ群Ｇ1 の正の
屈折力が大きくなりすぎると全系の球面収差の補正が出
来なくなる。したがって第２レンズ群Ｇ2 は、正の屈折
力を持つ必要がある。
は、前述の固定レンズ群であり負の屈折力を持つ。もし
第２レンズ群Ｇ2 が負の屈折力を持つと、第２レンズ群
と第３レンズ群の合成の屈折力が強い負の屈折力になり
それに応じて第１レンズ群Ｇ1 の正の屈折力が大にな
る。高ＮＡ対物レンズの場合、第１レンズ群Ｇ1 の正の
屈折力が大きくなりすぎると全系の球面収差の補正が出
来なくなる。したがって第２レンズ群Ｇ2 は、正の屈折
力を持つ必要がある。
【００１８】更に、第３レンズ群Ｇ３は、前述の固定レ
ンズ群の役割を持つとともに、像面湾曲を補正するため
に負の屈折力を持つ必要がある。この第３レンズ群Ｇ３
に入射する光線が収斂光であるため、第２レンズ群Ｇ２
が光軸上を移動し第３レンズ群Ｇ３から離れると第３レ
ンズ群に入射する光線の高さが低くなり、第３レンズ群
Ｇ３で発生する正の球面収差が小さくなる。第１レンズ
群Ｇ１と第２レンズ群Ｇ２で発生する負の球面収差の変
動は少ないので、対物レンズ全系で発生する正の球面収
差は小さくなる。また第２レンズ群Ｇ２が第３レンズ群
Ｇ３に近づくと第３レンズ群Ｇ３に入射する光線高が高
くなり、第３レンズ群Ｇ３で発生する正の球面収差が大
になる。その結果、対物レンズ全体で発生する正の球面
収差は大になる。一方、物体と対物レンズの間にある平
行平面板の厚さの変化で発生する正の球面収差の量は、
平行平面板の厚さが薄くなると小になり、厚くなると大
になる。したがって前記平行平面板の厚さが薄くなる
と、第２レンズ群Ｇ２を相対的に第３レンズ群Ｇ３に近
づければ収差を良好に補正出来、又平行平面板の厚さが
厚くなると第２レンズ群Ｇ２を相対的に第３レンズ群Ｇ
３から遠ざけることによって収差補正できる。
ンズ群の役割を持つとともに、像面湾曲を補正するため
に負の屈折力を持つ必要がある。この第３レンズ群Ｇ３
に入射する光線が収斂光であるため、第２レンズ群Ｇ２
が光軸上を移動し第３レンズ群Ｇ３から離れると第３レ
ンズ群に入射する光線の高さが低くなり、第３レンズ群
Ｇ３で発生する正の球面収差が小さくなる。第１レンズ
群Ｇ１と第２レンズ群Ｇ２で発生する負の球面収差の変
動は少ないので、対物レンズ全系で発生する正の球面収
差は小さくなる。また第２レンズ群Ｇ２が第３レンズ群
Ｇ３に近づくと第３レンズ群Ｇ３に入射する光線高が高
くなり、第３レンズ群Ｇ３で発生する正の球面収差が大
になる。その結果、対物レンズ全体で発生する正の球面
収差は大になる。一方、物体と対物レンズの間にある平
行平面板の厚さの変化で発生する正の球面収差の量は、
平行平面板の厚さが薄くなると小になり、厚くなると大
になる。したがって前記平行平面板の厚さが薄くなる
と、第２レンズ群Ｇ２を相対的に第３レンズ群Ｇ３に近
づければ収差を良好に補正出来、又平行平面板の厚さが
厚くなると第２レンズ群Ｇ２を相対的に第３レンズ群Ｇ
３から遠ざけることによって収差補正できる。
【００１９】ここで、第３レンズ群Ｇ3 を次のような構
成にすれば、諸収差を一層良好に補正出来るので好まし
い。即ち、前記の第３レンズ群Ｇ3 は、正レンズと負レ
ンズの接合メニスカスレンズとこれと相対する負レンズ
と正レンズの接合メニスカスレンズを含む構成にするこ
とが望ましい。
成にすれば、諸収差を一層良好に補正出来るので好まし
い。即ち、前記の第３レンズ群Ｇ3 は、正レンズと負レ
ンズの接合メニスカスレンズとこれと相対する負レンズ
と正レンズの接合メニスカスレンズを含む構成にするこ
とが望ましい。
【００２０】液浸系対物レンズは、最も物体側のレンズ
面（浸液と接する面）に浸液が入りこんでふけなくなら
ないため、あるいは空気が入りこんで性能を劣化させな
いため最も物体側の面は平行平面であり、そのため像面
湾曲を補正するのがむずかしい。したがって、第３レン
ズ群Ｇ3 に互いに向かい合った曲率の強い凹面を設けて
像面湾曲を正の方向へ補正している。又これらレンズを
接合することによって軸上色収差、倍率の色収差の補正
を行なっている。
面（浸液と接する面）に浸液が入りこんでふけなくなら
ないため、あるいは空気が入りこんで性能を劣化させな
いため最も物体側の面は平行平面であり、そのため像面
湾曲を補正するのがむずかしい。したがって、第３レン
ズ群Ｇ3 に互いに向かい合った曲率の強い凹面を設けて
像面湾曲を正の方向へ補正している。又これらレンズを
接合することによって軸上色収差、倍率の色収差の補正
を行なっている。
【００２１】次に、更に諸収差を良好に補正するための
条件について述べる。本発明においては、各群が以下の
条件（１），（２），（３）を満足することが望まし
い。
条件について述べる。本発明においては、各群が以下の
条件（１），（２），（３）を満足することが望まし
い。
【００２２】（１） １＜｜ｆ1 ／ｆ｜＜２．５ （２） ３＜｜ｆ2 ／ｆ｜＜１５ （３） ７＜｜ｆ3 ／ｆ｜＜７５ ただし、ｆは全系の焦点距離、ｆ1 ，ｆ2 ，ｆ3 はそれ
ぞれ第１レンズ群，第２レンズ群，第３レンズ群の焦点
距離である。
ぞれ第１レンズ群，第２レンズ群，第３レンズ群の焦点
距離である。
【００２３】条件（１）の下限の１を越えると第１レン
ズ群Ｇ1 の屈折力が強くなり負の球面収差の発生が大に
なり全系の収差補正が困難になる。条件（１）の上限の
２．５を越えると第１レンズ群Ｇ1の屈折力が弱くなる
ため第２レンズ群Ｇ2 の正の屈折力が強くなり、第２レ
ンズ群Ｇ2 で発生する球面収差，色収差が大になり、レ
ンズ群の移動による収差が大きく変動し全系での収差補
正が困難になる。
ズ群Ｇ1 の屈折力が強くなり負の球面収差の発生が大に
なり全系の収差補正が困難になる。条件（１）の上限の
２．５を越えると第１レンズ群Ｇ1の屈折力が弱くなる
ため第２レンズ群Ｇ2 の正の屈折力が強くなり、第２レ
ンズ群Ｇ2 で発生する球面収差，色収差が大になり、レ
ンズ群の移動による収差が大きく変動し全系での収差補
正が困難になる。
【００２４】条件（２）の下限の３を越えると第２レン
ズ群Ｇ2 の屈折力が強くなりすぎて第２レンズ群Ｇ2 の
移動によって発生する色収差，球面収差の変動が大にな
り、全体での収差補正がむずかしくなる。条件（２）の
上限の１５を越えると第２レンズ群Ｇ2 の屈折力が弱く
なりこれにより第３レンズ群Ｇ3 の負の屈折力も弱くな
り、物体側に配置される平行平面板の厚さの変化により
生ずる収差変動の補正が容易でなくなる。
ズ群Ｇ2 の屈折力が強くなりすぎて第２レンズ群Ｇ2 の
移動によって発生する色収差，球面収差の変動が大にな
り、全体での収差補正がむずかしくなる。条件（２）の
上限の１５を越えると第２レンズ群Ｇ2 の屈折力が弱く
なりこれにより第３レンズ群Ｇ3 の負の屈折力も弱くな
り、物体側に配置される平行平面板の厚さの変化により
生ずる収差変動の補正が容易でなくなる。
【００２５】条件（３）の下限の７を越えると第３レン
ズ群Ｇ3 で発生する正の球面収差，コマ収差が大にな
り、全体で収差補正がむずかしくなる。又第２レンズ群
Ｇ2の移動によって第３レンズ群Ｇ3 で変動する収差量
が大になり、前記の平行平面板の厚さの変化によって発
生する収差を過剰補正する。条件（３）の上限の７５を
越えると像面湾曲を補正出来なくなり、同時に第３レン
ズ群Ｇ3 で発生する収差が少なくなるため、前記の平行
平面板の厚さの変化により発生する収差を補正すること
がむずかしくなる。
ズ群Ｇ3 で発生する正の球面収差，コマ収差が大にな
り、全体で収差補正がむずかしくなる。又第２レンズ群
Ｇ2の移動によって第３レンズ群Ｇ3 で変動する収差量
が大になり、前記の平行平面板の厚さの変化によって発
生する収差を過剰補正する。条件（３）の上限の７５を
越えると像面湾曲を補正出来なくなり、同時に第３レン
ズ群Ｇ3 で発生する収差が少なくなるため、前記の平行
平面板の厚さの変化により発生する収差を補正すること
がむずかしくなる。
【００２６】尚、本発明においては、移動する第２レン
ズ群Ｇ2 を次のような構成にすることも、物体側に配置
される平行平面板の厚さの変化によって発生する色収差
の補正にとって有効である。つまり第２レンズ群Ｇ2 に
正レンズ，負レンズ，正レンズ又は負レンズ，正レン
ズ，負レンズよりなる３枚接合レンズを含むようにする
ことが好ましい。
ズ群Ｇ2 を次のような構成にすることも、物体側に配置
される平行平面板の厚さの変化によって発生する色収差
の補正にとって有効である。つまり第２レンズ群Ｇ2 に
正レンズ，負レンズ，正レンズ又は負レンズ，正レン
ズ，負レンズよりなる３枚接合レンズを含むようにする
ことが好ましい。
【００２７】高ＮＡアポクロマート対物レンズは、前記
のような３枚接合レンズをレンズ系中に含むようにしな
いと色収差の補正がむずかしい。特にレンズ系中のレン
ズを移動させる場合、３枚接合レンズを含むようにし、
これによって球面収差，色収差の変動量を少なくするこ
とが好ましい。更にこの移動する第２レンズ群Ｇ2の中
に下記条件（４）を満足する正の屈折力のレンズを少な
くとも二つ以上含むようにすることが、色収差を一層良
好に補正するためには望ましい。
のような３枚接合レンズをレンズ系中に含むようにしな
いと色収差の補正がむずかしい。特にレンズ系中のレン
ズを移動させる場合、３枚接合レンズを含むようにし、
これによって球面収差，色収差の変動量を少なくするこ
とが好ましい。更にこの移動する第２レンズ群Ｇ2の中
に下記条件（４）を満足する正の屈折力のレンズを少な
くとも二つ以上含むようにすることが、色収差を一層良
好に補正するためには望ましい。
【００２８】（４） ν2p＞７０ ただし、ν2pは第２レンズ群Ｇ2 に含まれる正レンズの
アッベ数である。
アッベ数である。
【００２９】第２レンズ群Ｇ2 中に条件（４）を満足す
るつまりアッベ数が７０を越える正レンズが二つ以上な
いと、色収差を十分良好に補正することがむずかしくな
る。
るつまりアッベ数が７０を越える正レンズが二つ以上な
いと、色収差を十分良好に補正することがむずかしくな
る。
【００３０】
【実施例】次に本発明の液浸系顕微鏡対物レンズの実施
例を示す。 実施例１ ｆ＝2.892 ，ＮＡ＝1.15，像高＝10.5，物体距離＝-0.1750 ｒ1 ＝∞ ｄ1 ＝0.6900 ｎ1 ＝1.50378 ν1 ＝66.81 ｒ2 ＝-0.8003 ｄ2 ＝2.7155 ｎ2 ＝1.78650 ν2 ＝50.00 ｒ3 ＝-2.6600 ｄ3 ＝0.2000 ｒ4 ＝54.9121 ｄ4 ＝2.4000 ｎ3 ＝1.78650 ν3 ＝50.00 ｒ5 ＝-9.5242 ｄ5 ＝Ｄ1 （可変） ｒ6 ＝10.1548 ｄ6 ＝4.8000 ｎ4 ＝1.43875 ν4 ＝94.97 ｒ7 ＝-6.3000 ｄ7 ＝1.1500 ｎ5 ＝1.78650 ν5 ＝50.00 ｒ8 ＝202.1692 ｄ8 ＝3.7000 ｎ6 ＝1.43875 ν6 ＝94.97 ｒ9 ＝-7.8211 ｄ9 ＝Ｄ2 （可変） ｒ10＝15.4103 ｄ10＝1.1000 ｎ7 ＝1.78650 ν7 ＝50.00 ｒ11＝6.4029 ｄ11＝5.8000 ｎ8 ＝1.43875 ν8 ＝94.97 ｒ12＝-5.4177 ｄ12＝1.0012 ｎ9 ＝1.61340 ν9 ＝43.84 ｒ13＝-19.6199 ｄ13＝0.1200 ｒ14＝8.7057 ｄ14＝6.7000 ｎ10＝1.49700 ν10＝81.61 ｒ15＝-5.3902 ｄ15＝7.7834 ｎ11＝1.52944 ν11＝51.72 ｒ16＝4.1061 ｄ16＝1.5801 ｒ17＝-3.6364 ｄ17＝2.8593 ｎ12＝1.49831 ν12＝65.03 ｒ18＝76.2530 ｄ18＝3.9133 ｎ13＝1.59551 ν13＝39.21 ｒ19＝-6.9216 平行平面板厚(mm) 0.15 0.175 0.2 ＷＤ 0.291 0.27 0.25 Ｄ1 0.85 0.802 0.752 Ｄ2 0.352 0.4 0.45 ｆ1 ＝4.264 ，ｆ1 ／ｆ＝1.47 ｆ2 ＝23.02 ，ｆ2 ／ｆ＝7.96 ｆ3 ＝-137.137，ｆ3 ／ｆ＝-47.42
例を示す。 実施例１ ｆ＝2.892 ，ＮＡ＝1.15，像高＝10.5，物体距離＝-0.1750 ｒ1 ＝∞ ｄ1 ＝0.6900 ｎ1 ＝1.50378 ν1 ＝66.81 ｒ2 ＝-0.8003 ｄ2 ＝2.7155 ｎ2 ＝1.78650 ν2 ＝50.00 ｒ3 ＝-2.6600 ｄ3 ＝0.2000 ｒ4 ＝54.9121 ｄ4 ＝2.4000 ｎ3 ＝1.78650 ν3 ＝50.00 ｒ5 ＝-9.5242 ｄ5 ＝Ｄ1 （可変） ｒ6 ＝10.1548 ｄ6 ＝4.8000 ｎ4 ＝1.43875 ν4 ＝94.97 ｒ7 ＝-6.3000 ｄ7 ＝1.1500 ｎ5 ＝1.78650 ν5 ＝50.00 ｒ8 ＝202.1692 ｄ8 ＝3.7000 ｎ6 ＝1.43875 ν6 ＝94.97 ｒ9 ＝-7.8211 ｄ9 ＝Ｄ2 （可変） ｒ10＝15.4103 ｄ10＝1.1000 ｎ7 ＝1.78650 ν7 ＝50.00 ｒ11＝6.4029 ｄ11＝5.8000 ｎ8 ＝1.43875 ν8 ＝94.97 ｒ12＝-5.4177 ｄ12＝1.0012 ｎ9 ＝1.61340 ν9 ＝43.84 ｒ13＝-19.6199 ｄ13＝0.1200 ｒ14＝8.7057 ｄ14＝6.7000 ｎ10＝1.49700 ν10＝81.61 ｒ15＝-5.3902 ｄ15＝7.7834 ｎ11＝1.52944 ν11＝51.72 ｒ16＝4.1061 ｄ16＝1.5801 ｒ17＝-3.6364 ｄ17＝2.8593 ｎ12＝1.49831 ν12＝65.03 ｒ18＝76.2530 ｄ18＝3.9133 ｎ13＝1.59551 ν13＝39.21 ｒ19＝-6.9216 平行平面板厚(mm) 0.15 0.175 0.2 ＷＤ 0.291 0.27 0.25 Ｄ1 0.85 0.802 0.752 Ｄ2 0.352 0.4 0.45 ｆ1 ＝4.264 ，ｆ1 ／ｆ＝1.47 ｆ2 ＝23.02 ，ｆ2 ／ｆ＝7.96 ｆ3 ＝-137.137，ｆ3 ／ｆ＝-47.42
【００３１】実施例２ ｆ＝2.824 ，ＮＡ＝1.15，像高＝10.5，物体距離＝-0.1750 ｒ1 ＝∞ ｄ1 ＝0.3550 ｎ1 ＝1.51633 ν1 ＝64.15 ｒ2 ＝-1.2997 ｄ2 ＝3.8518 ｎ2 ＝1.75500 ν2 ＝52.33 ｒ3 ＝-3.3272 ｄ3 ＝0.2000 ｒ4 ＝-17.8722 ｄ4 ＝2.5400 ｎ3 ＝1.56907 ν3 ＝71.30 ｒ5 ＝-6.5066 ｄ5 ＝Ｄ1 （可変） ｒ6 ＝18.7160 ｄ6 ＝4.2800 ｎ4 ＝1.43875 ν4 ＝94.97 ｒ7 ＝-7.0800 ｄ7 ＝1.3000 ｎ5 ＝1.69680 ν5 ＝56.49 ｒ8 ＝16.5142 ｄ8 ＝5.3900 ｎ6 ＝1.49700 ν6 ＝81.61 ｒ9 ＝-9.8803 ｄ9 ＝0.3000 ｒ10＝9.5172 ｄ10＝3.8600 ｎ7 ＝1.49700 ν7 ＝81.61 ｒ11＝-2102.5954 ｄ11＝0.3000 ｒ12＝17.1556 ｄ12＝1.3000 ｎ8 ＝1.75500 ν8 ＝52.33 ｒ13＝5.3285 ｄ13＝5.7000 ｎ9 ＝1.43875 ν9 ＝94.97 ｒ14＝-7.5754 ｄ14＝1.1000 ｎ10＝1.61340 ν10＝43.84 ｒ15＝62.6424 ｄ15＝Ｄ2 （可変） ｒ16＝5.8711 ｄ16＝4.5000 ｎ11＝1.45600 ν11＝90.31 ｒ17＝-5.5518 ｄ17＝2.7028 ｎ12＝1.53375 ν12＝55.52 ｒ18＝3.3067 ｄ18＝1.6302 ｒ19＝-3.0618 ｄ19＝2.6818 ｎ13＝1.52944 ν13＝51.72 ｒ20＝61.3605 ｄ20＝3.9834 ｎ14＝1.61293 ν14＝37.00 ｒ21=-6.7268 平行平面板厚(mm) 0.15 0.175 0.2 ＷＤ 0.288 0.27 0.252 Ｄ1 0.65 0.53 0.406 Ｄ2 0.41 0.53 0.654 ｆ1 ＝5.04，ｆ1 ／ｆ＝1.78 ｆ2 ＝15.835，ｆ2 ／ｆ＝5.61 ｆ3 ＝-31.078 ，ｆ3 ／ｆ＝-11.00
【００３２】実施例３ ｆ＝2.817 ，ＮＡ＝1.15，像高＝10.5，物体距離＝-0.1750 ｒ1 ＝∞ ｄ1 ＝3.2389 ｎ1 ＝1.50378 ν1 ＝66.81 ｒ2 ＝-2.6216 ｄ2 ＝0.2000 ｒ3 ＝-7.0408 ｄ3 ＝2.5400 ｎ2 ＝1.78650 ν2 ＝50.00 ｒ4 ＝-4.9689 ｄ4 ＝Ｄ1 （可変） ｒ5 ＝13.6513 ｄ5 ＝4.2800 ｎ3 ＝1.43875 ν3 ＝94.97 ｒ6 ＝-7.1000 ｄ6 ＝1.3000 ｎ4 ＝1.69680 ν4 ＝56.49 ｒ7 ＝16.5980 ｄ7 ＝5.3900 ｎ5 ＝1.43875 ν5 ＝94.97 ｒ8 ＝-9.5631 ｄ8 ＝0.3000 ｒ9 ＝10.4605 ｄ9 ＝3.8600 ｎ6 ＝1.56907 ν6 ＝71.30 ｒ10＝-437.2302 ｄ10＝0.3000 ｒ11＝16.2237 ｄ11＝1.5923 ｎ7 ＝1.78650 ν7 ＝50.00 ｒ12＝5.4928 ｄ12＝5.9452 ｎ8 ＝1.43875 ν8 ＝94.97 ｒ13＝-7.2104 ｄ13＝1.1000 ｎ9 ＝1.61340 ν9 ＝43.84 ｒ14＝77.6162 ｄ14＝Ｄ2 （可変） ｒ15＝6.8265 ｄ15＝4.5000 ｎ10＝1.49700 ν10＝81.61 ｒ16＝-5.4459 ｄ16＝4.4442 ｎ11＝1.53375 ν11＝55.52 ｒ17＝3.6882 ｄ17＝1.6302 ｒ18＝-3.0767 ｄ18＝2.6069 ｎ12＝1.52944 ν12＝51.72 ｒ19＝47.6226 ｄ19＝3.9039 ｎ13＝1.61293 ν13＝37.00 ｒ20＝-6.8356 平行平面板厚(mm) 0.15 0.175 0.2 ＷＤ 0.208 0.193 0.179 Ｄ1 0.631 0.53 0.423 Ｄ2 0.429 0.53 0.637 ｆ1 ＝4.59，ｆ1 ／ｆ＝1.63 ｆ2 ＝14.592，ｆ2 ／ｆ＝5.18 ｆ3 ＝-47.128 ，ｆ3 ／ｆ＝-16.73 ただしｒ1 ，ｒ2 ，・・・ は各レンズ面の曲率半径、ｄ
1 ，ｄ2 ，・・・ は各レンズの肉厚およびレンズ間隔、ｎ
1 ，ｎ2 ，・・・ は各レンズのｄ線に対する屈折率、ν
1 ，ν2 ，・・・ は各レンズのアッベ数，ＷＤは作動距離
である。
1 ，ｄ2 ，・・・ は各レンズの肉厚およびレンズ間隔、ｎ
1 ，ｎ2 ，・・・ は各レンズのｄ線に対する屈折率、ν
1 ，ν2 ，・・・ は各レンズのアッベ数，ＷＤは作動距離
である。
【００３３】上記実施例１乃至実施例３は、それぞれ図
１乃至図３に示す構成で、いずれも倍率が６０×、開口
数が１．１５である。又平行平面板の屈折率、アッベ数
はそれぞれ１．５２１、５６．０２であり、又水の屈折
率、アッベ数は１．３３３０４、５５．７９である。
１乃至図３に示す構成で、いずれも倍率が６０×、開口
数が１．１５である。又平行平面板の屈折率、アッベ数
はそれぞれ１．５２１、５６．０２であり、又水の屈折
率、アッベ数は１．３３３０４、５５．７９である。
【００３４】上記実施例のデーターでは、平行平面板の
厚さが０．１５mm、０．１７５mm、０．２mmの時の第２
レンズ群（移動レンズ群）の位置とその時の作動距離Ｗ
Ｄを示してある。又各実施例の収差状況も上記の各状態
でのものをそれぞれ示してある。
厚さが０．１５mm、０．１７５mm、０．２mmの時の第２
レンズ群（移動レンズ群）の位置とその時の作動距離Ｗ
Ｄを示してある。又各実施例の収差状況も上記の各状態
でのものをそれぞれ示してある。
【００３５】
【発明の効果】本発明によれば、物体側に配置された透
明な平行平面板の厚さの変化に対して諸収差が良好に補
正された高開口数、アポクロマート液浸系対物レンズを
実現し得る。
明な平行平面板の厚さの変化に対して諸収差が良好に補
正された高開口数、アポクロマート液浸系対物レンズを
実現し得る。
【図１】 本発明の実施例１の断面図
【図２】 本発明の実施例２の断面図
【図３】 本発明の実施例３の断面図
【図４】 本発明の実施例１の平行平面板の厚さが０．
１５mmの時の収差曲線図
１５mmの時の収差曲線図
【図５】 本発明の実施例１の平行平面板の厚さが０．
１７５mmの時の収差曲線図
１７５mmの時の収差曲線図
【図６】 本発明の実施例１の平行平面板の厚さが０．
２mmの時の収差曲線図
２mmの時の収差曲線図
【図７】 本発明の実施例２の平行平面板の厚さが０．
１５mmの時の収差曲線図
１５mmの時の収差曲線図
【図８】 本発明の実施例２の平行平面板の厚さが０．
１７５mmの時の収差曲線図
１７５mmの時の収差曲線図
【図９】 本発明の実施例２の平行平面板の厚さが０．
２mmの時の収差曲線図
２mmの時の収差曲線図
【図１０】本発明の実施例３の平行平面板の厚さが０．
１５mmの時の収差曲線図
１５mmの時の収差曲線図
【図１１】本発明の実施例３の平行平面板の厚さが０．
１７５mmの時の収差曲線図
１７５mmの時の収差曲線図
【図１２】本発明の実施例３の平行平面板の厚さが０．
２mmの時の収差曲線図
２mmの時の収差曲線図
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (58)調査した分野(Int.Cl.7，ＤＢ名) G02B 9/00 - 17/08 G02B 21/02 - 21/04 G02B 25/00 - 25/04
Claims (5)
- 【請求項１】物体側から順に、平凸単レンズ又は像側に
強い凸面を向けた接合面を持つ平凸レンズと凸レンズと
を含む正の屈折力の第１レンズ群と、負の屈折力の接合
面を含み射出光が収斂光である正の屈折力の第２レンズ
群と、負の屈折力の第３レンズ群から構成されたレンズ
系で、前記第１レンズ群と物体との間に配置される透明
な平行平面板の厚さに応じて前記第２レンズ群が前記第
１レンズ群および第３レンズ群に対し相対的に光軸方向
に移動可能で、次の条件（１），（２），（３）を満足
する液浸系顕微鏡対物レンズ。 （１） １＜｜ｆ1 ／ｆ｜＜１．９ （２） ３＜｜ｆ2 ／ｆ｜＜１５ （３） ７＜｜ｆ3 ／ｆ｜＜７５ ただし、ｆは全系の焦点距離、ｆ1 ，ｆ2 ，ｆ3 はそれ
ぞれ第１レンズ群、第２レンズ群、第３レンズ群の焦点
距離である。 - 【請求項２】前記第３レンズ群は、正レンズと負レンズ
の接合メニスカスレンズと相対する負レンズと正レンズ
の接合メニスカスレンズを含むことを特徴とする請求項
１の液浸系顕微鏡対物レンズ。 - 【請求項３】前記第２レンズ群は前記対物レンズの瞳位
置近傍に配置されていることを特徴とする請求項１の液
浸系顕微鏡対物レンズ。 - 【請求項４】前記第２レンズ群中に、正レンズ、負レン
ズ、正レンズ又は、負レンズ、正レンズ、負レンズより
なる３枚接合レンズを含むことを特徴とする請求項１の
液浸系顕微鏡対物レンズ。 - 【請求項５】前記第２レンズ群中に、次の条件（４）を
満足する正の屈折力のレンズを少なくとも二つ以上含む
請求項４の液浸系顕微鏡対物レンズ。 （４） ν2p＞７０ ただし、ν2pは第２レンズ群に含まれる正レンズのアッ
ベ数である。
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| US08/218,825 US5530590A (en) | 1993-03-29 | 1994-03-28 | Liquid-immersion type objective lens system for microscopes |
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| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP09187793A JP3299808B2 (ja) | 1993-03-29 | 1993-03-29 | 液浸系顕微鏡対物レンズ |
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Family
ID=14038796
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|---|---|---|---|
| JP09187793A Expired - Fee Related JP3299808B2 (ja) | 1993-03-29 | 1993-03-29 | 液浸系顕微鏡対物レンズ |
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